FR3015138A1 - Dispositif et procede de compensation d'un decalage de tension - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) de compensation d'un décalage de tension dans un câble d'alimentation en énergie (2) comportant plusieurs lignes extérieures (L1, N) et une ligne protectrice (PE), ayant : - un dispositif de mesure d'intensité (11) pour mesurer l'intensité du courant dans la ligne protectrice (PE), et - une source de courant (12) pour appliquer un courant entre la ligne protectrice (PE) et une ligne extérieure (L1,N), ce courant appliqué par la source de courant (12) et le courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité (11) étant de même amplitude mais de signe algébrique différent.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif et un procédé de compensation d'un décalage de tension, notamment pour compenser le décalage de tension d'une ligne d'alimentation en énergie.

Etat de la technique Les accumulateurs d'énergie électrique, telles que par exemple les batteries de traction d'un véhicule électrique se chargent à partir du réseau d'alimentation en énergie. Pour cela on relie le poste de charge du véhicule électrique au réseau d'alimentation en énergie élec- trique par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation. Le circuit de charge transforme la tension appliquée par le réseau d'alimentation en énergie d'un système d'alimentation en énergie à courant alternatif ou triphasé, en une tension continue et appropriée et adapte ainsi le courant de charge pour assurer la charge optimale de l'accumulateur d'énergie. Il est possible d'avoir ainsi un décalage de tension entre cer- taines lignes (ou conducteurs) notamment entre la ligne protectrice (ligne de mise à la masse) et l'un des conducteurs extérieurs, ce qui aboutit au décalage de tension. Ce décalage de tension produit un courant d'équilibrage poussé par le décalage de tension.

Pour exclure les éventuels risques pour les personnes et les animaux liés à un tel décalage de tension continue, il est déjà connu de réaliser le circuit de charge du véhicule électrique avec coupure galvanique pour qu'un éventuel décalage de tension ne soit pas transmis vers l'extérieur. A défaut d'une telle coupure galvanique, il est par ail- leurs connu de munir la ligne d'alimentation du circuit de charge d'un dispositif de protection appropriée permettant de détecter un décalage de tension ou un courant de fuite et qui coupe la liaison électrique entre le réseau d'alimentation en énergie et le circuit de charge du véhicule électrique dès qu'un certain seuil est dépassé vers le bas.

De plus, dans de tels systèmes à coupures galvaniques pour adapter la tension et/ou la fréquence du côté primaire, dans beaucoup de cas, on utilise une électronique de puissance. Dans ces cas, il faut prévoir des moyens de protection appropriés pour garantir une protection suffisante.

La demande européenne EP 2 632 010 A 1 décrit par exemple un détecteur de rotation pour le courant de fuite d'une alimentation en énergie électrique, et qui puisse détecter à la fois les courants de Foucault et les courants continus. Si le courant de fuite détecté dé- passe un seuil prédéfini, on coupe l'alimentation en énergie. Mais si l'alimentation en énergie assurant la charge d'un moteur électrique est néanmoins coupée, l'accumulateur d'énergie électrique du véhicule ne peut continuer à se charger. Pour une charge complète et rapide de l'accumulateur d'énergie électrique d'un véhicule automobile, il est néanmoins souhaitable que l'alimentation en énergie du véhicule automobile puisse être conservée aussi rapidement que possible. D'autre part, pendant l'opération de chargement du véhicule électrique, il ne faut pas qu'à aucun point de rencontre il subsiste un risque pour l'homme ou les animaux.

But de l'invention La présente invention a pour but d'éviter un décalage de tension et ainsi les courants de compensation consécutifs de la ligne d'alimentation en énergie ou du moins de réduire cette consommation. Il y a de plus un besoin d'une compensation aussi simple que possible du décalage de tension dans une ligne d'alimentation en énergie. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de compensation d'un décalage de tension dans un câble d'alimentation en énergie comportant plusieurs lignes extérieures et une ligne protectrice, ayant : un dispositif de mesure d'intensité pour mesurer l'intensité du courant dans la ligne protectrice et une source de courant pour appliquer un courant entre la ligne protectrice et une ligne extérieure, ce courant appliqué par la source de courant et le courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité étant de même amplitude mais de signe algébrique différent. L'invention a en outre pour objet un procédé de compensation d'un décalage de tension dans un câble d'alimentation en énergie comportant plusieurs lignes extérieures et une ligne protectrice, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à : mesurer l'intensité du courant dans la ligne protectrice de la ligne d'alimentation en énergie et appliquer un courant entre la ligne protectrice et une ligne extérieure de la ligne d'alimentation en énergie, l'intensité appliquée et l'intensité mesurée étant de même amplitude mais de signe algébrique différent.

En d'autres termes, l'invention consiste à détecter un courant de compensation dans le câble d'alimentation en énergie reliant une source de tension à un utilisateur et de compenser ce courant d'équilibrage en combinant un autre courant de sens opposé. De cette manière, le courant d'équilibrage et le courant de compensation se lo compensent si bien qu'en tout seulement le courant d'alimentation en énergie de l'utilisateur passe dans le câble d'alimentation en énergie. Les courants de compensation tels que par exemple ceux liés au système ou qui peuvent être engendrés par des perturbations ou des défauts dans l'utilisateur seront compensés. Cela permet d'éviter un 15 risque possible pour les personnes. Le câble d'alimentation et aussi les éléments de l'utilisateur, reliés à cette ligne sont ainsi appliqués sans tension dangereuse. En outre, la compensation des courants d'équilibrage peut également éviter que des dispositifs de protection ne soient activés 20 et qui, en cas de dépassement, d'un courant d'équilibrage ou pour un décalage de courant d'équilibrage couperaient l'alimentation en énergie entre la source et l'utilisateur. Cela permet de garantir la fiabilité de l'alimentation en énergie de l'utilisateur. En particulier lorsqu'on charge des véhicules électriques on pourra charger complètement 25 l'accumulateur d'énergie. Le risque de coupure ou d'interruption de la phase de charge jusqu'à la fin de laquelle le dispositif ne peut être utilisé, est réduite. Suivant une autre caractéristique, en compensant les courants d'équilibrage de tension continue on augmente la fiabilité vis- 30 à-vis d'autres dispositifs de protection tels que par exemple un disjonc- teur de courant de fuite (RCD- Dispositif de protection contre les courants de fuite). En particulier, dans le cas de disjoncteurs de courant de défaut, qui sont conçus seulement pour une mise en oeuvre de courant de défaut alternatif, et il subsiste le risque que leur fonctionnement soit 35 considérablement réduit par la combinaison de ces courants continus.

Si en revanche on compense le courant continu correspondant à une tension continue, on peut toujours garantir le fonctionnement de tel disjoncteur de protection avec le type A ou AC. D'autre part, dans le cas d'un disjoncteur de courant de fuite, par exemple de B qui tient égale- ment compte des courants de défaut, on pourra déclencher suffisam- ment à temps ce défaut de manoeuvre et éviter la coupure de la fonction d'alimentation 13. Selon un développement, le dispositif de mesure d'intensité mesure le courant continu dans la ligne protectrice. En par- ticulier, les courants continus font que les disjoncteurs de courant de défaut de type A ou AC qui ne sont destinés qu'à des courants alternatifs ne déclenchent plus correctement lorsque le courant est combiné à un courant continu. La compensation du courant continu de dérivation permet d'améliorer le fonctionnement des disjoncteurs de courant de défaut de type A ou AC. Selon un développement, la source de courant n'applique un courant que si l'intensité du courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité descend en-dessous d'un premier seuil. En limitant la compensation des courants d'équilibrage, on augmente d'autant la sé- curité. Cela permet de ne compenser que de faibles courants d'équilibrage liés à de faibles défauts correspondants. En revanche, si le courant d'équilibrage dépasse le seuil prédéfini, il n'y a pas d'autre compensation. Dans ce cas, on peut couper immédiatement l'alimentation en énergie. Pour cela, par exemple, un dispositif de pro- tection supplémentaire se déclenchera immédiatement et après cela il n'y aura pas d'autre compensation des courants d'équilibrage. En variante, le dispositif selon l'invention peut lui-même disposer d'un dispositif de coupure pour couper électriquement les lignes extérieures de la ligne d'alimentation en énergie.

Selon un développement, le dispositif de compensation comporte en outre une installation de signalisation qui signale un défaut de fonctionnement si l'intensité du courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité dépasse un second seuil. Le dispositif de signalisation peut, dans ce cas, être un dispositif optique, acoustique ou n'importe quel autre dispositif d'émission. La transmission d'un mes- sage de défaut vers une mémoire de défaut ou analogue sont des solutions également possibles. Un utilisateur pourra ainsi être informé suffisamment à temps de l'augmentation d'un courant de défaut pour qu'il puisse prendre les contre-mesures appropriées avant que le courant de défaut ne continue d'augmenter et ne puisse plus être compensé. Selon un autre développement, le dispositif comporte un dispositif de commutation qui coupe le passage du courant dans les lignes extérieures si l'intensité du courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité dans les lignes protectrices dépasse un troisième seuil donné. Cela permet une coupure rapide et garantie de la source d'énergie et de l'utilisateur pour éviter out autre risque pour les personnes. Selon un développement, la source de courant applique le courant entre la ligne protectrice et une ligne neutre du conducteur ex- térieur. Selon un développement, le dispositif comporte aussi une autre source de courant qui applique un courant de contrôle entre la ligne protectrice et une ligne extérieure. Ce courant de contrôle est de préférence un courant de valeur mesurable mais non d'amplitude infi- nie. De façon préférentielle, on applique un tel courant de contrôle à la demande ou dans des intervalles de temps prédéfini. Cela permet de vérifier le fonctionnement correct du dispositif et de le garantir. Selon un développement, le dispositif comporte en outre un dispositif de contrôle émettant un signal de défaut si le courant ap- pliqué par la seconde source de courant n'a pu être compensé dans une durée prédéfinie. Ce signal de défaut peut ainsi indiquer à l'utilisateur un défaut possible. De plus ou en variante, le signal de défaut permet également de commander un dispositif de protection qui coupe les lignes extérieures du câble d'alimentation en énergie. On évite ainsi de façon certaine, toute situation dangereuse. L'invention a également pour objet un convertisseur de tension couplé galvaniquement à un câble d'alimentation en énergie et qui comporte un dispositif selon l'invention pour compenser un décalage de tension continue.

En outre, l'invention a pour objet un circuit de charge du dispositif accumulateur d'énergie, et qui est couplé à un câble d'alimentation en énergie comportant un dispositif selon l'invention pour compenser un décalage de tension continue. La charge du disposi- tif accumulateur d'énergie pourra se faire soit par une liaison galva- nique entre le dispositif accumulateur d'énergie et le câble d'alimentation en énergie ou encore en variante être coupée galvaniquement par exemple par un couplage inductif. Enfin, l'invention a pour objet un véhicule équipé d'un accumulateur d'énergie électrique et d'un circuit de charge de ce dispo- sitif accumulateur d'énergie. Dessins La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un dispositif et d'un procédé de compensation d'un décalage de tension d'une ligne d'alimentation en énergie élec- trique représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un poste de charge d'un dispositif d'accumulation d'énergie, couplé à un dispositif de compensation d'un décalage de tension selon un premier exemple de réalisation, la figure 2 est un schéma d'un dispositif de compensation d'un décalage de tension selon un autre exemple de réalisation, la figure 3 est un schéma d'un véhicule automobile équipé d'un circuit de charge correspondant à un autre exemple de réalisation de l'invention et, la figure 4 est un schéma d'un ordinogramme pour l'application du procédé de compensation d'un décalage de tension selon un autre exemple de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La description suivante décrit un dispositif selon l'invention pour compenser un décalage de tension dans le cas d'application à un circuit de charge d'un dispositif accumulateur d'énergie tel que par exemple pour la charge d'une batterie. Un tel circuit de charge peut par exemple s'appliquer à la charge d'une batterie de traction dans un véhicule électrique ou véhicule hybride. Pour cela, selon une application, on alimente la batterie à charger, le circuit de charge et aussi la source d'énergie à partir du circuit de charge, ces différents moyens étant reliés galvaniquement. En variante, on peut également avoir une coupure galvanique entre la batterie et la source d'énergie, par exemple un réseau d'alimentation en énergie. Pour la coupure galvanique, on prévoit par exemple un transformateur de coupure. La transmission d'énergie entre la source d'énergie et la batterie peut également se faire par un couplage inductif. Pour cela, l'énergie fournie par la source d'énergie est transmise par une bobine primaire côté émission, par l'intermédiaire d'un champ magnétique alternatif vers une bobine secondaire côté réception pour y être de nouveau convertie en énergie électrique continue. Par exemple, pour charger un véhicule électrique et/ou hybride on installe la bobine d'émission sur un côté d'infrastructure dans le sol, c'est-à-dire pendant que la bobine de réception se trouve sur le sol. Pour adapter les conditions de tension et/ou de fré- quence de la tension au côté primaire d'un dispositif pour la coupure galvanique on peut avoir également une électronique de puissance ap- propriée du côté primaire. Par exemple, il peut s'agir d'un convertisseur de tension ou d'un convertisseur de fréquence. A titre d'exemple, en augmentant la fréquence de la tension alternative, on peut réduire les dimensions nécessaires des composants participant à la coupure galvanique.

En plus de la charge de la batterie de traction pour des véhicules électriques ou véhicules hybrides, le circuit de charge décrit ci-dessus peut également s'appliquer à la recharge d'accumulateur d'énergie électrique dans n'importe quelle application. Ainsi, le circuit de charge peut également être utilisé pour charger les accumulateurs d'énergie dans n'importe quels autres appareils électriques mobiles comme par exemple des deux-roues entraînés, les appareils de jardinage entraînés des véhicules et autres. On peut également charger des accumulateurs électriques stationnaires, comme par exemple les accumulateurs servant à l'alimentation électrique non interrompue (USV) ou analogues.

De plus, le dispositif de compensation d'un décalage de tension peut également s'appliquer à compenser des décalages de tension de n'importe quel autre domaine d'application. Par exemple le dispositif de compensation peut s'utiliser pour un décalage de tension s'appliquant également pour n'importe quels appareils dans lesquels on risque que l'appareil subisse un décalage de tension, notamment un décalage de tension continue dans l'alimentation en énergie. Cela est notamment le cas pour des appareils à entraînement électrique comportant une électronique de puissance côté entrée. Il peut s'agir par exemple d'appareil équipé d'un inverseur de fréquence, d'un convertis- seur de tension ou de domaines analogues. On peut également l'appliquer à des appareils équipés d'un dispositif pour compenser la puissance réactive. L'utilisation du dispositif selon l'invention pour compen- ser un décalage de tension n'est pas limitée à des dispositifs alimentés en énergie par un réseau alternatif ou un courant tournant. Il est également possible de l'appliquer à des dispositifs qui injectent l'énergie électrique dans un réseau à courant alternatif ou courant tournant à une ou plusieurs phases. Par exemple, le dispositif selon l'invention permet également de compenser un décalage de tension continue géné- ré par un onduleur qui injecte de l'énergie électrique dans un réseau d'alimentation en énergie, public ou privé. Un tel onduleur peut par exemple être alimenté par une installation photovoltaïque ou par toute autre source d'énergie électrique. L'utilisation du dispositif selon l'invention permet de fournir de l'énergie électrique par une alimenta- tion garantie sans coupure USV. La figure 1 est un schéma d'un circuit de charge 3 d'un dispositif accumulateur d'énergie 32. Le dispositif accumulateur d'énergie 32 est par exemple une batterie, notamment une batterie de traction de véhicule électrique ou hybride. Le circuit de charge 3 est alimenté par une source d'énergie électrique 4. Cette source d'énergie 4 est par exemple le réseau électrique auquel est raccordé le circuit de charge 3. Il y a également d'autres sources d'énergie électrique, par exemple un générateur électrique ou une autre variante de dispositif de générateur d'énergie électrique. On peut notamment utiliser des dispo- sitifs générateurs d'énergie électrique qui fournissent de l'énergie électrique à partir de sources d'énergie régénérative. Il s'agit par exemple d'installations d'éoliennes, d'installations photovoltaïques ou d'installations de ce type.

La source d'énergie électrique 4 est reliée au circuit de charge 3 par un câble d'alimentation 2. Le câble d'alimentation 2 comprend une ligne protectrice PE et au moins deux lignes extérieures. Dans l'exemple de réalisation présenté, la ligne d'alimentation se compose de la ligne L1 et de la ligne neutre N. En variante, on peut égale- ment envisager des lignes d'alimentation électrique composées de plus de deux lignes extérieures. En particulier, le câble d'alimentation d'énergie électrique 2 peut également être constitué par un câble d'alimentation électrique d'un système de courant triphasé avec trois conducteurs. On peut également envisager un réseau à une phase et trois conducteurs. Pour la sécurité du personnel et leur protection contre les risques électriques, le circuit de charge 3 est équipé d'une installation de protection de courant de défaut 41. Cette installation de protection de courant de défaut 41 surveille les intensités de courant dans les lignes extérieures L1, N. Si l'intensité différentielle dans les lignes exté- rieures L1, N dépasse un seuil prédéfini, les lignes extérieures L1, N du circuit de charge 3 seront coupées de la source d'énergie 4. En outre, pour protéger le circuit de charge 3 il est également prévu une protection de surintensité non représentée, intégrée dans le circuit et qui coupe l'une des lignes extérieures L1, N de la source d'énergie 4 par rapport au circuit de charge 3 si l'intensité du courant dans cette ligne extérieure L1, N dépasse un seuil prédéfini. Les lignes L1, N, PE du câble d'alimentation en énergie 2 sont reliées au circuit de charge 3. Le circuit de charge 3 comporte par exemple un filtre de réseau 31 pour découpler les éventuelles perturba- tions et influences électromagnétiques entre la source d'énergie 4 et le circuit de charge 3. Le circuit de charge 3 comporte également un régulateur de charge 30 qui convertit l'énergie électrique pour la fournir à l'accumulateur 32. Le régulateur de charge 30 transforme par exemple la tension alternative d'entrée en tension continue de sortie, pour char- ger l'accumulateur électrique 32 en adaptant également le niveau de la tension. Le régulateur de charge 30 peut également réguler de manière appropriée le courant de charge de l'accumulateur électrique 32. Pendant le fonctionnement du circuit de charge 3 on risque un décalage de tension continue entre l'une des lignes exté- rieures L1, N et la ligne protectrice PE. Ce décalage de tension continue peut être généré par exemple par un défaut d'un composant du circuit de charge 3 ou le cas échéant également par le vieillissement des composants. La compensation décrite ci-après du décalage de la tension continue n'est toutefois pas limitée à l'application au décalage de la ten- sion continue générée par les causes évoquées ci-dessus. Si, entre l'une des lignes extérieures L1, N et la ligne pro- tectrice PE il s'établit un tel décalage de tension continue, ce décalage génère un passage de courant dans la ligne protectrice PE et dans la ligne extérieure L1, N correspondant. Selon la forme de réalisation de l'installation de protection de courant de défaut 41, ce courant de compensation peut déclencher cette installation de protection 41. Cela provoquerait la coupure des lignes extérieures L1, N entre la source d'énergie 4 et le circuit de charge 3 et paraîtrait la charge de l'accumulateur électrique 32. Cette coupure de l'accumulateur élec- trique 32 ne permettrait pas de charger celui-ci jusqu'à l'instant approprié pour assurer la charge totale. Si l'accumulateur électrique 32 est par exemple la batterie de traction d'un véhicule électrique, le conducteur ne trouverait pas son véhicule électrique rechargé complètement comme prévu et il ne pourrait pas effectuer le parcours après le temps de charge prévu de la batterie de traction ou ne pas terminer son trajet. Si, en revanche, l'installation de protection de courant de défaut 41 est une installation de protection qui n'est pas sensible aux courants continus (type A ou type AC) on risque que pour un courant d'équilibrage élevé, du fait des effets de saturation, on risquerait de ne pouvoir détecter correctement un courant de défaut sous forme de courant alternatif entre les lignes extérieures L1, N et on aurait ainsi un risque potentiel en cas d'autres défauts dans le circuit de charge 3 qui ne déclencherait pas l'installation de protection 41.

Un tel courant d'équilibrage résultant du décalage de tension continue entre les lignes extérieures L1, N et la ligne protectrice PE sera compensée, totalement ou au moins partiellement, par un dispositif de compensation 1 du décalage de tension. Ainsi, pour compen- ser un décalage de tension, le dispositif 1 comporte un dispositif de mesure d'intensité de courant 11 qui mesure un éventuel courant d'équilibrage dans la ligne protectrice PE. En fonction de l'intensité du courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité 11, la source de courant 12 applique un courant de sens opposé, correspondant entre la ligne protectrice PE et la ligne extérieure L1, N. Le courant ainsi appli- qué a la même amplitude que le courant dans la ligne protectrice PE, mesuré par le dispositif de mesure d'intensité 11. Le courant appliqué par la source de courant 12 a néanmoins un signe opposé à celui du courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité 11. Ainsi, le cou- rant d'équilibrage généré par le circuit de charge 3 et le courant appli- qué par la source de courant 12 se compensent si bien que l'installation de protection de courant de défaut 41 n'est traversée par aucun courant d'équilibrage qui déclencherait l'installation de protection 41 ou encore selon une variante de réalisation de l'installation de protection de cou- rant de défaut 41, cela réduirait la sensibilité de cette installation de protection 41. De façon préférentielle, le dispositif 1 de compensation du décalage de tension compense les courants d'équilibrage, notamment les courants continus. Cela signifie que le dispositif de mesure d'intensité 11 détermine la composante de tension continue du courant d'équilibrage dans la ligne protectrice PE. Puis la source de courant 12 applique un courant continu approprié qui compense cette composante de courant continu dans le courant d'équilibrage. Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure d'intensité 11 et la source de courant 12 sont combinés en un seul en- semble. Cet ensemble combiné peut alors être intégré dans l'utilisateur respectif, par exemple le circuit de charge 3. Le cas échéant, le dispositif 1 servant à compenser le décalage de tension sera combiné dans une même unité avec le circuit de charge. En variante, le dispositif 1 de compensation du décalage de tension peut également être monté à l'extérieur du circuit de charge. Selon un autre développement, le dispositif de mesure d'intensité 11 et la source de courant 12 peuvent être situés à des em- placements différents. Le dispositif de mesure d'intensité 11 peut être dans une unité commune avec l'installation de protection 41. Le cas échéant, les valeurs de mesure fournies par le dispositif de mesure d'intensité 11 peuvent dans ce cas également servir pour une exploitation autre dans l'installation de protection 41. La source de courant 12 peut se trouver à un endroit différent. En particulier, la source de cou- rant 12 peut se trouver directement dans l'utilisateur, c'est-à-dire, par exemple, dans le circuit de charge 3. Dans ce cas, le dispositif 1 de compensation du décalage de tension comporte en outre une interface pour transmettre l'intensité du courant mesuré par le dispositif de me- sure d'intensité 11 à la source de courant 12. Cette transmission de la valeur du courant mesuré peut se faire par une liaison sans fil ou par une liaison par câbles. Ainsi, le dispositif de mesure d'intensité 11 du dispositif de protection 41 détecte tout d'abord un courant dans la ligne protec- trice PE. Puis le dispositif de protection 41 applique l'intensité du cou- rant détecté à l'utilisateur raccordé. L'utilisateur dispose d'un dispositif de réception approprié pour recevoir la mesure de l'intensité ainsi émise et avec la source de courant 12 l'utilisateur peut appliquer un courant d'intensité approprié en fonction de la valeur de l'intensité reçue. Mais si l'utilisateur ne comporte pas de dispositif permettant la réception et la compensation ou si pour une autre raison il n'y a pas de compensation du courant dans un intervalle de temps prédéfini, le dispositif de protection 41 se déclenche et coupe les lignes extérieures L1, N du câble d'alimentation en énergie 2.

En outre, on peut également compenser un décalage de tension de plus d'un utilisateur à l'aide de seulement un dispositif de mesure d'intensité 11. Pour cela il faut que les valeurs de l'intensité fournies par le dispositif de mesure d'intensité 11 puissent être associées à un utilisateur avec une source de courant 12. Cela est par exemple le cas si plusieurs utilisateurs fonctionnent séparément. En variante, le dispositif de mesure d'intensité 11 peut également couper brièvement certains utilisateurs précis et ne laisser fonctionner, de manière active, qu'un unique utilisateur pour appliquer à cet utilisateur un courant mesuré.

De plus, on peut également avoir une source de courant commune 12 qui compense en commun la somme de tous les courants d'un ensemble d'utilisateurs. La figure 2 montre un mode de réalisation d'un dispositif 1 de compensation du décalage de tension. Pour ne pas compliquer le dessin, la source d'énergie électrique 4 de cet exemple de réalisation n'a pas été représentée. En variante, de l'exemple de réalisation présenté à la figure 1, le dispositif 1 de compensation d'un décalage de tension, comme présenté dans cet exemple, peut également être branché sur un redresseur de tension 5. Le redresseur de tension 5 peut également s'utiliser à la place du circuit de charge 3 de l'exemple de réalisation de la figure 1. D'autres variantes résultant de modifications et de combinaisons des exemples de réalisation décrits ici sont également possibles. Il est également possible d'utiliser selon l'invention le dispositif 1 de compensation d'un décalage de tension pour un passage d'énergie en sens inverse. Par exemple, le redresseur de tension 5 peut être un onduleur alimenté par une tension continue ou une tension alternative et qui, à partir de là génère une tension alternative à une ou plusieurs phases. La tension alternative fournie par le redresseur de tension 5 est alors injectée dans le réseau électrique par le câble de liai- son 2. Le redresseur de tension 5 peut convertir la tension des deux cô- tés en agissant sur le niveau de tension et/ou la fréquence. Il est également possible de convertir une tension continue, par exemple celle fournie par une batterie. A la figure 2, le courant d'équilibrage dans la ligne pro- tectrice PE est mesuré par un dispositif de mesure d'intensité 11. Le dispositif de mesure d'intensité 11 transmet au dispositif de commande 13 un signal correspondant à l'intensité mesurée du courant. Le dispositif de commande 13 agit alors sur la source de courant 12 pour compenser le courant d'équilibrage mesuré par le dispositif de mesure d'intensité 11.

En principe, il est également possible d'augmenter, de manière quelconque, l'intensité du courant de compensation fourni par la source de courant 12 pour permettre de compenser pratiquement n'importe quel courant d'équilibrage. Mais comme un courant d'équilibrage trop élevé est en général synonyme de défaut important dans les composants en aval, tel que par exemple un défaut de fonctionnement du convertisseur de tension 5 ou du circuit de charge 3, on peut dans ce cas limiter le courant appliqué par la source de courant 12 à une certaine valeur limite ou seuil. Si le courant d'équilibrage dans la ligne protectrice PE continue d'augmenter, il n'y aura pas au-delà de ce niveau d'autres compensations par la source de courant 12. En variante, en cas de dépassement d'un seuil prédéfini du courant d'équilibrage mesuré dans la ligne protectrice PE on peut également supprimer complètement la compensation du courant d'équilibrage par la source de courant 12. Dans ce cas, l'installation de protection de courant de défaut 41 peut, après la coupure de la compensation du courant d'équilibrage, mesurer un courant de défaut significatif pour que dans ce cas l'installation de protection 41 coupe la liaison électrique entre la source d'énergie 4 et les composants 3, 5 en aval. En variante, le dispositif 1 de compensation d'un décalage de ten- sion peut disposer d'éléments de commutation 15a, 15b supplémentaires qui assurent de leur côté la coupure des lignes extérieures L1, N du câble d'alimentation 2. En cas de courant de défaut dépassant un seuil prédéfini, on aura une coupure garantie pour éviter d'autres effets liés à des défauts graves. Par exemple, la limite de coupure d'un cou- rant d'équilibrage peut se situer au maximum à 20 mA ou au maximum à 60 mA. En outre, au cas où se présentent des courants d'équilibrage plus réduits, le dispositif de commande 13 peut émettre un signal qui indique à l'utilisateur qu'un courant d'équilibrage a été détecté dans la ligne protectrice PE qui, à ce moment, est encore compensé totalement ou partiellement. Dans ce cas, on pourra, par exemple, détecter de manière précoce tout défaut possible au vieillissement de composants. Comme alors, du fait de la compensation com- plète des courants d'équilibrage, il n'y aura pas de risque pour les personnes. Si l'utilisateur est averti déjà à cet instant d'un éventuel défaut, il pourra prendre à temps des contremesures appropriées avant que le courant d'équilibrage ne continue d'augmenter et ne sera plus le cas échéant compensé totalement ou au moins partiellement.

L'utilisateur peut alors effectuer à temps la réparation pour éviter une coupure complète ultérieurement. Cette signalisation de faible courant d'équilibrage peut se faire par exemple, dès que l'intensité du courant détecté atteint 6 mA ou le cas échéant dès qu'elle atteint 2 mA.

Un dispositif d'affichage optique 14a peut signaler de faibles courants d'équilibrage par exemple, un voyant. En plus ou en variante, on peut également avoir une signalisation acoustique, par exemple par une installation de signalisation acoustique 14b. D'autres possibilités de signalisation sont envisageables. On peut également transmettre un défaut qui se produit le cas échéant par un courant d'équilibrage faible à une mémoire de défaut 14c. A la lecture de la mémoire de défaut 14c, on constatera de tels défauts et l'information sera transmise au personnel d'entretien. Pour vérifier la sécurité du dispositif 1 de compensation d'un décalage de tension, le dispositif 1 peut en outre comporter un dispositif de contrôle 16 qui commande une autre source de courant 17 et applique alors un courant de contrôle sans effet mais mesurable dans la ligne protectrice PE du câble d'alimentation 2. Cela permet de vérifier le dispositif de mesure d'intensité 11 ou un autre dispositif de mesure d'intensité 18 pour déterminer si le courant de contrôle ainsi appliqué par la source de courant 12 a été compensé correctement. Si dans une plage de temps de tolérance, prédéfinie, il n'y a pas de compensation ou pas de compensation suffisante du courant de contrôle, on aura une signalisation appropriée de la perturbation détectée et/ou le déclenchement du dispositif de protection 41 pour éviter d'autres risques. De façon préférentielle, on vérifie le fonctionnement correct périodiquement. La figure 3 est un schéma d'un véhicule électrique ou hy- bride 6 équipé d'un circuit de charge 3 comportant un dispositif 1 de compensation d'un décalage de tension. L'interface entre la source d'énergie, par exemple le réseau électrique et le véhicule électrique ou hybride sera, par exemple, de forme standardisée. La liaison entre la source d'énergie et le véhicule élec- trique ou hybride se fera selon la norme IEC 61851-1. En particulier, tous les modes de liaison connus selon la norme IEC 61851 (cas A, cas B ou cas C) pour charger l'accumulateur d'énergie du véhicule électrique ou hybride avec une tension alternative seront possibles. Le circuit de charge 3 peut être couplé directement et sans coupure galvanique à la source d'énergie 4, par exemple le réseau électrique. La coupure galvanique par un transformateur de coupure ou un moyen analogue n'est pas nécessaire car les courants d'équilibrage qui se produisent le cas échéant seront compensés. Des défauts graves liés à des courants d'équilibrage forts seront, dans ce cas, détectés et produiront une coupure automatique entre la source d'énergie 4 et le véhicule 6. En variante, on peut également prévoir une coupure gal- vanique entre la source d'énergie et le véhicule électrique ou hybride 6. Cette coupure galvanique peut se faire par un transformateur de cou- pure ou par une transmission d'énergie par induction entre l'infrastructure et le véhicule. Dans le cas d'une telle coupure galvanique, le circuit de charge 3 comportera du côté primaire de la coupure galvanique des composants électroniques de puissance qui génèrent le cas échéant un courant d'équilibrage dans le câble d'alimentation 2.

Mais dans ce cas, on pourra également compenser ce courant d'équilibrage en appliquant un courant continu de sens opposé. La figure 4 est un schéma très simplifié d'un ordino- gramme de procédé 100 correspondant à un autre mode de réalisation. Dans l'étape 110 on mesure l'intensité du courant dans la ligne protec- trice PE d'un câble d'alimentation 2 comportant plusieurs lignes exté- rieures L1, N et une ligne protectrice PE. Dans l'étape 120 on applique ensuite un courant entre la ligne protectrice PE et une ligne extérieure Ll, N du câble d'alimentation 2 ; l'intensité ainsi appliquée et le courant mesuré au- ront la même amplitude mais les signes différents.

De façon préférentielle, on mesure dans la ligne protectrice seulement la composante continue du courant d'équilibrage et ainsi on applique seulement un courant continu entre la ligne protectrice PE et les lignes extérieures N, L 1.

En cas de dépassement d'un seuil prédéfini, on peut, en outre, avoir dans l'étape 130 l'émission d'un signal indiquant un défaut de fonctionnement des autres composants raccordés. Si l'intensité à compenser dépasse un seuil prédéfini, on peut, dans l'étape 120, limiter le niveau du courant appliqué à ce seuil prédéfini ou encore dans ce cas, on n'applique pas de courant entre la ligne protectrice PE et les lignes extérieures L1, N. En résumé, l'invention décrite ci-dessus permet de com- penser un décalage de tension et le courant d'équilibrage qui en résulte entre la ligne protectrice et les lignes extérieures d'un câble d'alimentation en énergie, notamment le câble d'alimentation d'un dis- positif de charge de véhicule électrique. Pour cela, on mesure l'intensité du courant d'équilibrage dans la ligne protectrice du câble d'alimentation et en fonction de l'intensité ainsi mesurée dans la ligne protectrice, on applique un courant de sens opposé et de même ampli- tude.25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 2 Câble d'alimentation en énergie 3 Circuit de charge 4 Source d'énergie électrique 6 Véhicule automobile 11 Dispositif de mesure d'intensité 12 Source de courant 13 Dispositif de commande 14a Dispositif d'affichage optique 14b Installation de signalisation acoustique 14c Mémoire de défauts 15a, 15b Elément de commutation 16 Dispositif de contrôle 17 Autre source de courant 30 Régulateur de charge 32 Dispositif d'alimentation en énergie / batterie 41 Installation de protection de courant de défaut 100 Ordinogramme de procédé 110-130 Etape de l'ordinogramme L Ligne neutre Ll Ligne / ligne de tension PE Ligne protectrice 30

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1°) Dispositif (1) de compensation d'un décalage de tension dans un câble d'alimentation en énergie (2) comportant plusieurs lignes extérieures (L1, N) et une ligne protectrice (PE), ayant : un dispositif de mesure d'intensité (11) pour mesurer l'intensité du courant dans la ligne protectrice (PE), et une source de courant (12) pour appliquer un courant entre la ligne protectrice ( PE) et une ligne extérieure (L1,N), ce courant appliqué par la source de courant (12) et le courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité (11) étant de même amplitude mais de signe algébrique différent.
2. 2°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure d'intensité (11) mesure le courant continu dans la ligne protectrice (PE) et la source de courant (12) applique un courant continu.
3. 3°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de courant (12) applique un courant seulement si le courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité (11) descend en-dessous d'un premier seuil.
4. 4°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une installation de signalisation (14a, 14b, 14c) pour signaler un défaut de fonctionnement si le courant mesuré par le dispositif de mesure d'intensité (11) descend en-dessous d'un second seuil.
5. 5°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un dispositif de commutation (15a, 15b) pour couper le courant dans les lignes extérieures (L1, N) si le courant mesuré par le dis-positif de mesure d'intensité (11) dans la ligne protectrice (PE) descend en-dessous d'un troisième seuil.
6. 6°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de courant applique le courant entre la ligne protectrice (PE) et une ligne neutre (N) des lignes extérieures.
7. 7°) Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte une autre source de courant (17) pour appliquer un courant de contrôle entre la ligne protectrice (PE) et une ligne extérieure (L1, N).
8. 8°) Dispositif (1) selon la revendication (7), caractérisé en ce qu' il comporte un dispositif de contrôle pour émettre un signal de défaut si le courant appliqué par l'autre source de courant (17) n'est pas compensé dans une période prédéfinie.
9. 9°) Convertisseur de tension (5) couplé galvaniquement à un câble d'alimentation en énergie (2) et comportant un dispositif (1) de compensation d'un décalage de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
10. 10°) Circuit de charge (3) pour un dispositif d'accumulation d'énergie (32) couplé à un câble d'alimentation en énergie (2) et comportant un dispositif (1) pour compenser un décalage de tension selon l'une des revendications 1 à 6.
11. 11°) Procédé (100) de compensation d'un décalage de tension dans un câble d'alimentation en énergie (2) comportant plusieurs lignes extérieures (L1, N) et une ligne protectrice (PE), procédé caractérisé en ce qu' il comprend les étapes suivantes consistant à :mesurer (110) l'intensité du courant dans la ligne protectrice (PE) de la ligne d'alimentation en énergie (82), et appliquer (120) un courant entre la ligne protectrice (PE) et une ligne extérieure (L1, N) de la ligne d'alimentation en énergie (2), l'intensité appliquée et l'intensité mesurée étant de même amplitude mais de signe algébrique différent.10